刚刚在办公室的地上转了一下陀螺玩儿,算是休息一下吧。现在记录一下自己在转动陀螺的时候发现的一些小现象,希望自己以后再处理旋转问题的时候能注意到这些个特征。
我转动的陀螺实际上是一个塑料水杯的滤茶罩:上面是圆的,下面类似于一个小钉子,比较尖。
当我顺时针转动陀螺的时候,在他停下来的时候要逆时针摩擦地面转动一下,反之亦然。
1. 开始的时候,我顺时针转动陀螺,陀螺下端接触地面,开始顺时针的转动。
2. 由于摩擦力的原因,旋转的速度越来越慢,其重心的与接地点的偏差开始越来越明显,旋转越来越不稳定,然后陀螺的一侧开始接触地面。
3. 陀螺的一侧接触地面后,陀螺与地面的摩擦力就会上升数十倍,其函数曲线就睡有一个阶跃。同时陀螺还有一部分顺指针的角动量,即角动量垂直向下。陀螺侧边相对于地面有一个顺时针的相对速度。
4. 然后,然后,…………然后就木有了,我不会用数学或者物理语言进行描述了,汗颜,回去哭一会儿!
!----------------------- Citation -----------------------------
! Citation form Baidu:
!1.旋转具有稳定性。陀螺上的每一个点,都在一个跟旋转轴垂直的平面里沿着一个圆周转。按照惯性定律,每一个点随
! 时都竭力想使自己沿着圆周的一条切线离开圆周。可是所有的切线都同圆周本身在同一个平面上。因此,每一个点
! 在运动的时候,都竭力想使自己始终留在跟旋转轴垂直的那个平面上。由此可见,在陀螺上所有跟旋转轴垂直的那
! 些平面,也竭力在维持自己在空间的位置。这就是说,跟所有这些平面垂直的那旋转轴本身,也竭力在维持自己的
! 方向。
!2.从力学角度,陀螺在旋转过程中,应该受到三个力:重力、支持力和摩擦力,而维持陀螺旋转的是重力和摩擦力。在
! 这里不能简单的把三个力归结到一点上,作一个矢量平衡,实际上重力是均匀的作用在陀螺整体,在旋转过程中,
! 陀螺各点在重力作用下维持平衡。陀螺质量越大,旋转后越容易平衡;质量越均匀,旋转越稳定;重心越低,旋转
! 也越稳定。
! 摩擦力是使陀螺维持旋转的作用力,支持面相对粗糙,提供的摩擦力越大,陀螺越容易维持旋转,反之支持面越光
! 滑,旋转稳定性越差。这里要注意一点,陀螺平稳旋转时,其旋转轴并不是垂直于支持面的,而是在不停的抖动,
! 以获取摩擦力,维持旋转平衡。陀螺旋转速度快,其抖动幅度相对较小,随着转速减慢,陀螺为维持平衡而加大抖
! 动幅度,以获取更大的摩擦力。
!3.陀螺旋转中的力平衡,不是简单的矢量平衡,我想应该是力矩平衡,难点在于很难计算陀螺旋转轴与支持面垂线的夹
! 角。
!----------------------end Citation
https://m.sciencenet.cn/blog-326653-509424.html
上一篇:
NCEP资料入门儿下一篇:
月食 (Dec 10,2011)